聚乳酸产业简析

聚乳酸产业分析报告
随着人类社会不断发展，石油煤炭资源的日益枯竭迫使人类寻找可替代石油的材料。

生物基高分子因大多具有良好的生物降解性、环境友好性和可循环再生等特性，而被选为可代替石油的材料之一。

生物基高分子材料按来源可分为天然生物基高分子材料（淀粉、多糖、蛋白质、植物纤维等）和合成生物基高分子材料（聚乳酸等）。

聚乳酸因集资源可再生性、环境及生物完全降解性、生物相容性和良好加工性等优点于一身，被誉为最有发展前景的一种新型合成高分子绿色环保材料。

一、聚乳酸
聚乳酸是最受国内外研究关注的高分子绿色材料之一，因其经水解或者微生物分解后，只会生成二氧化碳和水，对大气和土壤无污染，具有优良的可控制降解性、生物相容性、较好的成膜性和结晶性能，被认为
是最具潜力的生物可降解高分子
材料。

聚乳酸（PLA），又称聚丙交
脂，其生产的普遍方法是将玉米、
小麦、麦秆等谷物或植物秸秆制成葡萄糖，再通过微生物发酵获得乳酸，最后通过一系列化学合成反应将乳酸聚合而制得。

因乳酸具有旋光性，其分子内含有一个手性碳原子，L-型乳酸为右旋型，D-型乳酸为左旋型，L-型乳酸和D-型乳酸等比例混合即为消旋的DL-型乳酸，故按乳酸的旋光性不同，聚乳酸可分为聚L-乳酸(PLLA)、聚D-乳酸(PDLA)和聚DL-乳酸(PDLLA)。

L-乳酸（右旋）D-乳酸（左旋）聚乳酸
由于人体内只有有降解L-乳酸的相关酶系，不具备降解D-乳酸的酶，因此只有聚L-乳酸（PLLA）可以用于医药和食品领域。

但聚D-乳酸（PDLA）及聚DL-乳酸（PDLLA）却可应用于新型材料，PDLA和PDLLA在耐热性、力学强度和耐腐蚀性等方面都要优于PLLA。

与此同时依据相关研究表明，PLLA/PDLA以等比例混合聚合生成的聚乳酸，其相关物理性质与单独的PLLA和PLLD有明显的差异，PDLLA耐热性和抗水解能力都优于单独的PLLA和PLLD，可应用于纺织、航空新材料等领域。

聚乳酸具有以下的优良性能：
（1）具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这
对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。

（2）具有良好的力学强度、韧性、耐磨性和耐热性，可以应用于塑料、设备外壳和建材等方面。

（3）具有良好的相容性。

聚乳酸在医药领域应用也非常广泛，如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等，低分子聚乳酸作药物缓释包装剂等。

（4）聚乳酸薄膜具有良好的透气性、透氧性及透二氧化碳性，它也具有隔离气味的特性，可用于包装材料。

据国际咨询机构预测，未来全球聚乳酸市场将以年均18%的复合增长率增长，预计到2020年，全球聚乳酸需求量将达到百万吨以上，将形成千亿级的产业规模。

近年来，我国和世界一些发达国家都在加快推进聚乳酸产业化进程。

2016年国务院印发的《生物产业发展规划》把聚乳酸列入国家生物基产品行动计划，明确提出研究制定生物基产品消费市场鼓励等方面的政策。

二、聚乳酸的应用
（1）聚乳酸在塑料领域的应用。

聚乳酸因具有良好的力学强度，可制成塑料来代替传统塑料。

传统塑料中的塑料袋、一次性餐具、生活用塑料制品、农用地棚膜和林用薄膜等因难以降解，深埋会污染土壤，而焚烧产生的有害气体又污染空气。

但用聚乳酸合成的塑料，不仅耐用，且因为具有良好的生物降解性，只生产二氧化碳和水，对大气和土壤均
无污染。

（2）聚乳酸在医药领域的应用。

聚乳酸被称为具有超高价值的生物可降解材料，正是由于其可分解性、可吸收性、无毒和无刺激性等优点，用作药物的载体材料，将药物带入人体，很好的控制药物的释放，实现将药物直接作用到病灶，减少药量的损失，提高药效。

聚乳酸不仅可以用于药物载体，还可以作为手术缝合线，随着伤口的愈合，聚乳酸也可以被人体吸收，免于病人伤口愈合后拆线的痛苦。

聚乳酸还可以作为原料制作骨科组织，人体器官以及仿生智能材料等，聚乳酸在生物医学领域利用的范围越来越广。

（3）聚乳酸在工业材料领域的应用。

因聚乳酸具有良好的力学强度、耐热性和耐磨性，可当做材料广泛应用于工业制造。

用聚乳酸制作的轮胎，使用寿命长，且废弃后易于降解；聚乳酸的复合材料可应用于电器和汽车的外壳以，不仅外观光泽良好，且大幅度减轻了重量；聚乳酸纤维可用作服装材料，制作的衣服轻薄且吸汗；聚乳酸透气性良好和对香味和精油具有良好的阻隔性，故也可应用于香水、香烟滤嘴和茶叶等方面的包装材料多。

（4）聚乳酸在3D打印技术的应用。

3D打印使用的材料分聚合物和粉末材料两种，其中聚合物材料多使用液体材料（目前最为常用的是ABS），在这方面聚乳酸的特性可以得到充分地利用，聚乳酸熔点相对较低，可处于熔融状态；而
且在未来规模化应用时可开发不同D-乳酸/L-乳酸配比的树脂，以达到不同的熔点要求。

三、聚乳酸的合成
聚乳酸的合成工艺主要有间接法和直接法两种。

直接法是将乳酸脱水聚合，但所得产品的分子量较低，应用价值不大。

间接法也称为开环聚合法，先合成中间体丙交酯，再开环聚合得到高分子量的聚乳酸。

目前市面上最常用的是聚L-乳酸，即用L-丙交酯开环聚合得到的产品，目前工业化聚乳酸树脂合成均采用该方法。

该方法可以通过熔融聚合、本体聚合、溶液聚合和悬浮聚合等技术实现，其中熔融聚合技术被认为是最简单且具有可重复性的方法。

四、聚乳酸产业有关企业介绍
1.浙江海正生物材料股份有限公司
该公司位于台州市，是一家专业生产聚L-乳酸的高科技企业,也是我国首家聚L-乳酸产业化生产的示范企业。

2006年底海正生物第一条年产5000吨聚乳酸的生产线正式投入生产。

其产品可应用于一次性餐具、文具外壳、聚乳酸纤维（无纺布）、3D打印耗材、塑料袋、家具水瓶、饭盒等。

2.江苏允友成生物环保材料有限公司
江苏允友成生物环保材料有限公司经营范围包括研发、生产、销售全生物降解材料（聚L-乳酸、聚L-乳酸纤维、改性聚L-乳酸）等。

该公司聚L-乳酸一期项目于2015年9
月8日在宿迁经济技术开发区投产，项目总计划总投资33亿元，其中一期为12亿元，一期项目全面投产后，年产量将达50kt。

该项目从可再生的木薯、蔗糖等植物资源提炼出原材料，聚合得到聚L-乳酸，再通过共混技术研发出改性聚L-乳酸制品。

3.安徽丰原生物材料股份有限公司
丰原公司历经15年持续研发，2016年在聚L-乳酸关键技术上取得重大突破，全面掌握了从初始原材料玉米到聚L-乳酸的发酵、提取和聚合技术，以及生产聚乳酸纤维和塑料制品的全产业链生产技术，并大幅降低聚L-乳酸生产成本，可以与石油40美元/桶价格的聚乙烯、聚丙烯等产品进行市场竞争。

依托丰原集团所掌握的关键技术，丰原材料公司在2016年5月开工建设的3000吨/年聚乳酸制品示范线项目已正式运行，项目包括2000吨/年纤维示范线，主要生产普通纤维（可用于生产纺织品和无纺布）、差别化纤维和烟用丝束等产品，以及1000吨/年塑料制品示范线，主要生产塑料包装袋、农用地膜和日用塑料制品等产品。

4.深圳光华伟业股份有限公司
该公司专门从事生物材料、绿色溶剂的研究开发、生产经营，是国家级高新技术企业，是国家战略性新兴产业新材料项目承担单位公司已建成年产聚合物10000吨、乳酸酯15000吨、多元醇5000吨、3D打印材料1500吨的生产能力。

五、滨州高新区发展聚乳酸产业的基础
滨州市华康梦之缘生物科技有限公司成立于2013年6月，位于滨州高新区高六路以西、新兴路以南，占地64.3亩，现有职工80人，是高新技术企业。

该公司与湖北工业大学等进行了卓有成效的产学研合作，率先进行了L乳酸和D乳酸全系列产品的研究开发和生产，取得了显著成效，走在了行业前列。

该公司拥有现代化的生产设备和达到GMP要求的的乳酸生产车间，已形成年产10000吨L-乳酸，5000吨D-乳酸的生产能力，在国内首家实现了D-乳酸产品的连续工业化生产，是国内第一家同时拥有L-乳酸和D-乳酸生产能力的企业，也是全国唯一生产D-乳酸的企业，是国家行业标准《D-乳酸》的制定单位，在行业内占有举足轻重的地位。

其产品技术指标光学纯度国内领先，获得行业内相关产品发明和实用新型专利15项。

依托于该公司的D-乳酸和L-乳酸的原料优势，在我区发展聚乳酸具有良好的原料优势。

目前国内其他企业由于原料D-乳酸的限制，只能生产聚L-乳酸相关产品。

而该公司却具备同时生产聚L-乳酸、聚D-乳酸和聚DL-乳酸的能力。

特别是聚D-乳酸（2.7万元/吨），其市场价格远高于聚L-乳酸（1.7万元/吨），并且聚D-乳酸和聚DL-乳酸在工业材料上的性能要优于聚L-乳酸。

故我区在聚乳酸行业具有巨大的潜力和天然的优势，发展聚乳酸能为我区注入巨大的活
力。

在聚乳酸项目方面，该公司与湖北工业大学进行了前期信息收集，拥有与聚乳酸有关的发明专利《一种用于3D打印的热稳定性聚乳酸材料及其制备方法》，进行了部分预研工作，目前尚没有具体的项目推进计划。